Rawatan Fibrosis Renal yang Berkesan: Domain Thioredoxin Mengandungi 5 (TXNDC5)

untuk maklumat lanjut:ali.ma@wecistanche.com

Bahagian Ⅱ:Protein retikulum endoplasma TXNDC5 menggalakkan fibrosis buah pinggang dengan menguatkuasakan isyarat TGF dalam fibroblas buah pinggang

Yen-Ting Chen, Pei-Yu Jhao & et al.

KLIK DI SINI UNTUK BAHAGIAN Ⅰ

Fibrosis buah pinggang, manifestasi patologi biasa bagi hampir semua jenispenyakit buah pinggang yang kronik(CKD), selalunya mengakibatkan parut buah pinggang meresap dan terdedah kepada penyakit buah pinggang peringkat akhir. Pada masa ini, tiada terapi yang berkesan terhadapfibrosis buah pinggang. Baru-baru ini, makmal kami mengenal pasti protein pemastautin ER,domain thioredoxin yang mengandungi 5(TXNDC5), sebagai pengantara kritikal jantungfibrosis. Analisis transkriptom spesimen biopsi buah pinggang daripada pesakit dengan CKD mendedahkan bertanda TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)regulasi dalam buah pinggang fibrotik, mencadangkan potensi peranan TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5) dalambuah pinggangfibrosis. Menggunakan pelbagai garisan tetikus wartawan pendarfluor, kami menunjukkan bahawa TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)telah dikawal secara khusus dalam fibroblas yang merembeskan kolagen dalam buah pinggang tikus fibrotik. Di samping itu, kami menunjukkan bahawa TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)diperlukan untuk tindak balas fibrogenik yang disebabkan oleh TGF- 1 dalam fibroblas buah pinggang manusia (HKF), manakala TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)ekspresi berlebihan adalah mencukupi untuk menggalakkan pengaktifan, percambahan, dan pengeluaran kolagen HKF. Secara mekanikal, kami menunjukkan bahawa TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5), dikawal secara transkripsi oleh laluan tekanan ER yang bergantung kepada ATF6-, mengantara kesan profibrogeniknya dengan menguatkuasakan aktiviti isyarat TGF melalui penstabilan pascatranslasi dan pengawalseliaan reseptor TGF jenis I dalam fibroblas buah pinggang. Menggunakan garisan tetikus kalah mati Txndc5 yang boleh diinduksi tamoxifen, khusus fibroblast, kami menunjukkan bahawa pemadaman Txndc5 dalam fibroblas buah pinggang mengurangkan perkembangan penyakit yang telah ditetapkan.buah pinggangfibrosis, mencadangkan potensi terapeutik TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)menyasarkan untukbuah pinggangfibrosisdan CKD.

Klik untuk Cistanche herba untuk penyakit buah pinggang

Dalam kajian ini, kami menunjukkan bahawa TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5), isomerase protein disulfida pemastautin ER yang diperkaya dalam fibroblas buah pinggang, menyumbang secara kritikal kepada patogenesisfibrosis buah pinggang. TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)telah dikawal selia dalam buah pinggang daripada pesakit dengan CKD dan dari model tetikusfibrosis buah pinggangdisebabkan oleh rawatan UUO, uIRI atau FA. Penyiasatan mekanistik menunjukkan bahawa TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)menggalakkan fibrogenesis buah pinggang dengan meningkatkan isyarat TGF-profibrotik melalui peningkatan lipatan protein dan kestabilan TGFBR1, yang membawa kepada pengaktifan dan percambahan fibroblas buah pinggang yang menghasilkan protein ECM yang berlebihan. Selain itu, TGF- 1 mendorong TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)ekspresi melalui peningkatan tahap tekanan ER dan kawalan transkripsi bergantung ATF6-dalam fibroblas buah pinggang. Selaras dengan kesan profibrogenik TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)diperhatikan dalam fibroblas buah pinggang, penghapusan global Txndc5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)melindungi terhadapbuah pinggangfibrosisdisebabkan oleh UUO, uIRI atau FA. Pemadaman sasaran Txndc5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)dalam fibroblas buah pinggang yang merembeskan kolagen, tetapi tidak dalam TEC, sel endothelial, dan podosit, boleh mengurangkan pembentukan dan mengurangkan perkembanganbuah pinggangfibrosissebagai tindak balas kepada kecederaan. Diambil bersama, keputusan ini mendedahkan peranan kausal novel TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)dalam pembangunanbuah pinggangfibrosismelalui peraturan isyarat TGFBR1 dan TGF- 1. Data ini juga mencadangkan bahawa penyasaran TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)adalah pendekatan terapeutik yang berpotensi untuk merawat atau mencegahbuah pinggangfibrosisdan CKD. Skema dalam Rajah 11D menggambarkan peraturan dan fungsi fibrogenik TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)dalam fibroblas buah pinggang.

Isyarat TGF- 1 memainkan peranan penting dalam pembangunanbuah pinggangfibrosis(32-34). Berikutan penghinaan terhadap buah pinggang, TGF- 1 dilepaskan daripada TEC yang cedera dan mencetuskan pengaktifan isyarat TGF- 1 dalam fibroblas buah pinggang di sekeliling(4).TGF- 1 mengikat kepada TGFBR2, yang merekrut, fosforilasi, dan mengaktifkan TGF-BR1. TGFBR1 berfosforilasi kemudian mengaktifkan isyarat TGF- 1bergantung SMAD{10}}, serta Ras dan TAK1, juzuk isyarat TGF bukan kanonikal SMAD- 1 (35). Perencatan farmakologi isyarat TGF menggunakan antibodi peneutral (36-38) atau perencat (39,40) telah menunjukkan kesan perlindungan terhadapbuah pinggangfibrosisdalam model praklinikal. Khususnya, pentoxifylline, perencat fosfodiesterase tidak spesifik yang terbukti secara klinikal dapat melambatkan penurunan kadar penapisan glomerular dan meningkatkan proteinuria (16,41), didapati melemahkan.buah pinggangfibrosisdengan menyekat kesan fibrogenik pengantara Smad3/4-(14). Walaupun perencatan laluan TGF{3}} nampaknya merupakan strategi yang menarik untuk dirawatbuah pinggangfibrosis, kebanyakan, jika tidak semua, ejen farmakologi yang menyasarkan TGF- 1 atau reseptor TGF- gagal secara langsung dalam ujian klinikal(42). Oleh kerana isyarat TGF memainkan peranan fisiologi penting dalam pembangunan, pembezaan sel, homeostasis tisu, dan tindak balas imun (43), perencatan langsung isyarat TGF boleh menyebabkan fungsi fisiologi terjejas dan tindak balas buruk termasuk hati (44) dan ketoksikan jantung (45, 46). Keputusan yang dibentangkan di sini mendedahkan gelung maklum balas positif baharu bagi paksi isyarat TGF- 1/ATF6/TXNDC5/TGFBR1 dalam fibroblas buah pinggang, di mana TGF- 1 mendorong penyelarasan TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)melalui tekanan ER dan kawalan transkrip pengantara ATF6-. Peningkatan TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)tahap meningkatkan lagi lipatan dan kestabilan TGFBR1, yang membawa kepada isyarat TGF- 1 yang dikuatkan dan tindak balas fibrogenik seterusnya. Menyasarkan TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5), oleh itu, boleh menekan isyarat TGF{0}} fibrogenik dengan memecahkan gelung maklum balas positif ini dan seterusnya melemahkan fibrogenesis buah pinggang. Sifat TXNDC5 yang dihadkan fibroblast juga menjadikannya sasaran ubat yang sesuai untuk mengelakkan risiko mengganggu- -fungsi fisiologi yang bergantung kepada TGF dalam sel bukan fibroblas.

Mengeksploitasi Txndc5 global (domain thioredoxin yang mengandungi 5)pemadaman baris tetikus, kami menunjukkan bahawa kehilangan TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)boleh menghalang fibrogenesis buah pinggang sebagai tindak balas kepada kecederaan buah pinggang. Walau bagaimanapun, adalah lebih penting secara klinikal untuk menentukan sama ada menyasarkan TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)boleh menghalang atau menyelesaikan yang sedia adabuah pinggangfibrosis. Untuk menjawab soalan ini, tamoxifen-inducible, fibroblast-spesifik Txndc5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)talian tetikus kalah mati bersyarat (Txnd5ko) telah digunakan, dan ia menunjukkan bahawa induksi Txndc5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)pemadaman dalam fibroblas buah pinggang 10 hari selepas UUO, titik masa apabilabuah pinggangfibrosistelah ditubuhkan (Rajah 11B), dengan ketara mengurangkan perkembangan dan pengembanganbuah pinggangfibrosisberbanding tikus kawalan. Data ini sangat mencadangkan potensi penyasaran TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)sebagai pendekatan terapeutik baru untuk menghentikan perkembanganbuah pinggangfibrosispada pesakit CKD. Nota, tahap serum nitrogen urea darah (BUN) dan kreatinin tidak diukur dalam model tetikus yang digunakan dalam kajian semasa kerana fakta bahawa tahap BUN/kreatinin tidak terjejas dalam model UUO dan ulRI dan agak berubah-ubah dalam asid folik. model nefropati(47-49). Kajian lanjut diperlukan untuk menentukan kesan Txndc5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)pemadaman pada fungsi buah pinggang menggunakan model tetikus CKD yang disebabkan oleh pendekatan untuk merawat atau mencegahbuah pinggangfibrosisdan CKD. Skema dalam Rajah 11D menggambarkan peraturan dan fungsi fibrogenik TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)dalam fibroblas buah pinggang.

Isyarat TGF- 1 memainkan peranan penting dalam pembangunanbuah pinggang fibrosis(32-34). Berikutan penghinaan terhadap buah pinggang, TGF- 1 dilepaskan daripada TEC yang cedera dan mencetuskan pengaktifan isyarat TGF- 1 dalam fibroblas buah pinggang di sekeliling(4).TGF- 1 mengikat kepada TGFBR2, yang merekrut, fosforilasi, dan mengaktifkan TGF-BR1. TGFBR1 berfosforilasi kemudian mengaktifkan isyarat TGF- 1bergantung SMAD{10}}, serta Ras dan TAK1, juzuk isyarat TGF bukan kanonikal SMAD- 1 (35). Perencatan farmakologi isyarat TGF menggunakan antibodi peneutral (36-38) atau perencat (39,40) telah menunjukkan kesan perlindungan terhadapbuah pinggangfibrosisdalam model praklinikal. Khususnya, pentoxifylline, perencat fosfodiesterase tidak spesifik yang terbukti secara klinikal dapat melambatkan penurunan kadar penapisan glomerular dan meningkatkan proteinuria (16,41), didapati melemahkan.buah pinggangfibrosisdengan menyekat kesan fibrogenik pengantara Smad3/4-(14). Walaupun perencatan laluan TGF{3}} nampaknya merupakan strategi yang menarik untuk dirawatbuah pinggangfibrosis, kebanyakan, jika tidak semua, ejen farmakologi yang menyasarkan TGF- 1 atau reseptor TGF- gagal secara langsung dalam ujian klinikal(42). Oleh kerana isyarat TGF memainkan peranan fisiologi penting dalam pembangunan, pembezaan sel, homeostasis tisu, dan tindak balas imun (43), perencatan langsung isyarat TGF boleh menyebabkan fungsi fisiologi terjejas dan tindak balas buruk termasuk hati (44) dan ketoksikan jantung (45, 46). Keputusan yang dibentangkan di sini mendedahkan gelung maklum balas positif baharu bagi paksi isyarat TGF- 1/ATF6/TXNDC5/TGFBR1 dalam fibroblas buah pinggang, di mana TGF- 1 mendorong penyelarasan TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)melalui tekanan ER dan kawalan transkrip pengantara ATF6-. Peningkatan TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)tahap meningkatkan lagi lipatan dan kestabilan TGFBR1, yang membawa kepada isyarat TGF- 1 yang dikuatkan dan tindak balas fibrogenik seterusnya. Menyasarkan TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5), oleh itu, boleh menekan isyarat TGF{0}} fibrogenik dengan memecahkan gelung maklum balas positif ini dan seterusnya melemahkan fibrogenesis buah pinggang. Sifat terhad fibroblast TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)juga menjadikannya sasaran ubat yang menguntungkan untuk mengelakkan risiko mengganggu- -fungsi fisiologi yang bergantung kepada TGF dalam sel bukan fibroblas.

Mengeksploitasi Txndc5 global (domain thioredoxin yang mengandungi 5)pemadaman baris tetikus, kami menunjukkan bahawa kehilangan TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)boleh menghalang fibrogenesis buah pinggang sebagai tindak balas kepada kecederaan buah pinggang. Walau bagaimanapun, adalah lebih penting secara klinikal untuk menentukan sama ada menyasarkan TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)boleh menghalang atau menyelesaikan buah pinggang yang sedia adafibrosis. Untuk menjawab soalan ini, tamoxifen-inducible, fibroblast-spesifik Txndc5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)talian tetikus kalah mati bersyarat (Txnd5ko) telah digunakan, dan ia menunjukkan bahawa induksi penghapusan Txndc5 dalam fibroblas buah pinggang 10 hari selepas UUO, titik masa apabilabuah pinggangfibrosistelah ditubuhkan (Rajah 11B), dengan ketara mengurangkan perkembangan dan pengembanganbuah pinggangfibrosisberbanding tikus kawalan. Data ini sangat mencadangkan potensi penyasaran TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)sebagai pendekatan terapeutik baru untuk menghentikan perkembanganbuah pinggangfibrosispada pesakit CKD. Nota, tahap serum nitrogen urea darah (BUN) dan kreatinin tidak diukur dalam model tetikus yang digunakan dalam kajian semasa kerana fakta bahawa tahap BUN/kreatinin tidak terjejas dalam model UUO dan ulRI dan agak berubah-ubah dalam asid folik. model nefropati(47-49). Kajian lanjut diperlukan untuk menentukan kesan Txndc5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)pemadaman pada fungsi buah pinggang menggunakan model tetikus CKD yang disebabkan oleh 5/6 nefrectomy dan/atau rawatan siklosporin/cisplatin, model dengan perubahan ketara dalam tahap BUN dan kreatinin(48).

Magnitud pengurangan kawasan fibrotik yang diperhatikan dalam tikus Tendeseko secara relatifnya lebih rendah daripada yang diperhatikan dalam Txndc 57tikus. Ini mungkin disebabkan pemadaman Txndc5 yang tidak lengkap (domain thioredoxin yang mengandungi 5)dalam fibroblas buah pinggang yang berkaitan dengan kecekapan penggabungan semula Cre-mediated. Walaupun fibroblas buah pinggang kediaman dianggap sebagai sumber utama myofibroblas pembentuk parut dalam penyakit buah pinggang fibrogenik (50), peralihan epitelium-ke-mesenkim (EMT, rujukan 51, 52) dan peralihan endothelial-ke-mesenchymal (EndoMT, ruj.53 ) telah ditunjukkan menyumbang kepada pembangunanbuah pinggangfibrosis. Kerana TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)juga dinyatakan dalam sebahagian kecil daripada TEC dan sel endothelial, kami tidak boleh mengecualikan kemungkinan bahawa TXNDC5 juga boleh menyumbang kepada fibrogenesis buah pinggang melalui mempromosikan EMTor EndoMTin sel-sel ini. Kajian lanjut diperlukan untuk menguji hipotesis ini secara langsung. Talian tetikus kalah mati bersyarat khusus tamoxifen, fibroblast yang digunakan dalam kajian ini, bagaimanapun, membenarkan pemadaman myofibroblas aktif penghasil kolagen Txndc5in tanpa mengira asal usulnya (iaitu, daripada TEC atau sel endothelial). Tanggapan bahawa pemadaman khusus fibroblast Txndc5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)berkesan meredakan perkembangan dan perkembangan postinjurybuah pinggangfibrosispada tikus, oleh itu, kekal tidak berubah sama ada TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)memainkan sebarang peranan dalam fibrogenesis buah pinggang pengantara EMT-atau EndoMT.

Walaupun isyarat TGF- biasanya dianggap sebagai pengantara pusatbuah pinggangfibrosis, TGF- signaling per se boleh menjadi penting untuk mengekalkan homeostasis dan kesihatan tisu buah pinggang. Penghapusan bersyarat Tbgbr2 dalam sel tubular renal, sebagai contoh, membawa kepada peningkatan isyarat NF-kB dan keradangan buah pinggang (54). Penghapusan Tbgbr2 dalam saluran pengumpulan memburukkan lagibuah pinggangfibrosissebagai tindak balas kepada UUO, mungkin dengan meningkatkan isyarat TGF paracrine antara sel epitelium dan interstisial (55). Dalam kajian oleh Neelisetty et al, pemadaman terpilih Tbgbr2 dalam sel interstisial penghasil matriks menggunakan Colla2-Cre/ERT2* Tikus Tgfbr2 dan Tenascin C-Cre/ERT*Tgfbr2M tidak menunjukkan perlindungan terhadapbuah pinggang fibrosisdisebabkan oleh UUO atau asid aristolochic (56), menunjukkan bahawa pemansuhan isyarat TGF dalam fibroblas buah pinggang mungkin tidak mencukupi untuk mengurangkan postinjurybuah pinggangfibrosis. Di sini, kami menunjukkan bahawa Txndc5 khusus fibroblast (domain thioredoxin yang mengandungi 5)pemadaman (menggunakan Colla2-Cre/ERT2*Txndc5) (domain thioredoxin yang mengandungi 5)mengakibatkan pengurangan TGFBR1, aktiviti isyarat TGF-danfibrosisdalam buah pinggang. Pemerhatian bahawa pemadaman Txndc5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5), tetapi bukan Tgfbr2, dalam fibroblas/sel interstisial buah pinggang berkuranganbuah pinggangfibrosismencadangkan bahawa pemadaman Txndc5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)mungkin mempunyai kesan anti-fibrotik tambahan yang bebas daripada isyarat TGF. Sesungguhnya, kami sebelum ini telah menunjukkan bahawa dalam fibroblas jantung, TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5), sebagai PDI, juga menggalakkan fibrogenesis dengan memudahkan lipatan dan pengeluaran protein ECM (17). Ia juga mungkin bahawa Txndc5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)pemadaman boleh mengakibatkan perencatan tambahan laluan isyarat fibrogenik bebas daripada reseptor TGF seperti isyarat PDGF, CCN2, Hedgehog dan HIF-1 (57), dengan itu mempotensikan kesan antifibrotiknya dalam buah pinggang. Eksperimen lanjut akan diperlukan untuk menguji hipotesis ini secara langsung.

Kesimpulannya, kajian ini mendedahkan peranan penting dan sebelum ini tidak diiktiraf bagi protein ER yang diperkaya fibroblast buah pinggang TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)dalam patogenesisbuah pinggangfibrosis. Bukti eksperimen menunjukkan bahawa TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)mempromosikanbuah pinggangfibrosisdengan menambah aktiviti isyarat TGF dengan meningkatkan lipatan dan kestabilan TGFBR1 dalam fibroblas buah pinggang, yang membawa kepada transdifferentiation myofibroblast yang berlebihan, percambahan, dan pengeluaran ECM. Pemadaman sasaran Txndc5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)dalam fibroblas buah pinggang melindungi terhadap perkembangan dan perkembangan postinjurybuah pinggangfibrosis. Keputusan ini mencadangkan bahawa penyasaran TXNDC5 (domain thioredoxin yang mengandungi 5)boleh menjadi pendekatan baru dan berkesan untuk merawat atau mencegahfibrosis buah pinggangdan CKD.

Rujukan

1. Liu Y.buah pinggangfibrosis: pandangan baharu tentang patogenesis dan terapeutik. Buah PinggangInt. 2006;69(2):213-217.

2. Cho MH.buah pinggangfibrosis.KoreanJPediatr. 2010;53(7):735-740.

3.Meng XM,et al.TGF-B:pengawal selia indukfibrosis.Nat Rev Nephrol.2016;12(6):325-338. 4.Liu BC, etal.Kecederaan Renaltubule: daya penggerak ke arah penyakit buah pinggang kronik. Kidney Int 2018;93(3):568-579.

5. Macconi D, et al. Pengantara fibrogenik utama: pemain lama. Sistem Renin-angiotensin. Kidney Int Suppl (2011).2014;4(1):58-64.

6. Yang L, et al. Penangkapan sel epitelial dalam pengantara G2/Mbuah pinggangfibrosisselepas kecederaan.NatMed. 2010;16(5):535-543.

7. Kendall RT, Feghali-Bostwick CA.Fibroblas dalamfibrosis: peranan dan pengantara novel.Front Pharmacol.2014;5:123.

8. Strutz F, Zeisben M.Fibroblas buah pinggang dan miofibroblas dalam penyakit buah pinggang kronik.JAmSoc Nephrol.2006;17(11):2992-2998.

9. Thannidkal VJ. Penuaan, pleiotropi antagonis, dan penyakit fibrotik. Int JBiochem Cell Bol. 2010;42(9):1398-1400.

10. LeBleu VS, et al.Asal dan fungsi myofibroblas dalambuah pinggangfibrosis. Nat Med. 2013;19(8):1047-1053.